一种废液固化装置及其固化方法

技术领域

本发明涉及危废处理领域，具体是一种废液固化装置及其固化方法。

背景技术

在离子交换树脂生产过程中会产生有害的液体废料，对于此类废液目前一种普遍的处理方式是固化处理，即将其与水泥、沥青等混合后固化成块然后深埋；不过，固化体深埋后在地下潮气、地下水等侵蚀、溶解下，表层的有害物质存在外溢的风险；

申请号202011602771.X的发明专利，提供了一种双层式的固化体结构，其首先浇注一个不含废料的环形筒状水泥固化体，然后再在该环形固化体内浇注废料与水泥的混合浆，固化后形成一个外层包裹有水泥壳的固化体，该专利能够降低传统固化体表层有害物质外溢的风险，不过也存在一些弊端：

第一，外层包裹的水泥壳为两端开放的筒状，因此含废固化体两端依然处于裸露状态，也由于水泥壳两端开放，新旧混凝土结合不好的话内层固化体容易分离，故其安全性有待提高；

第二，由于需要先浇筑环形外壳并待其固化，有害废料的固化便被迫后置，需配置更多的废料存储设备和场地，增加了废料的存储压力和成本；若环形外壳采用预制的形式，虽可将有害废料及时固化，却需要为环形外壳配置存放场地，且由于其为环形结构，存放空间的利用率低，而且环形外壳需要数次转运，而中空水泥结构易碎，具有一定的转运难度。

另外，为使废液与固化材料混合均匀，注浆后将固化筒盖住进行翻转，端盖与筒体间设有密封垫防止漏液，而离子交换树脂生产过程中氯化和氨化产生的废液分别具有较强酸性和碱性，对密封垫具有腐蚀作用，致使密封垫很快便会失效。

发明内容

为了解决废液固化体表层有害物质容易外溢，固化设备密封垫易被腐蚀大的问题，本发明提供了一种废液固化装置及其固化方法。

其解决的技术方案是：

一种废液固化装置，包括内层固化筒和外层固化筒，内层固化筒为一个两端开放的筒状结构，外层固化筒为一个下端封闭上端开放的筒状结构，内层固化筒可同轴放置在外层固化筒之中，两层固化筒之间形成一个环形的空腔；还包括一个圆盘型的混凝土预制块，混凝土预制块的上端面直径大于内层固化筒的外径，混凝土预制块同轴放置在外层固化筒内，内层固化筒同轴放置在混凝土预制块上，混凝土预制块将内层固化筒的下端口封闭；还包括一个圆形的顶盖，顶盖上端连接有竖向的液压缸，液压缸下压将顶盖压紧在内层固化筒的上端，将内层固化筒封闭。

所述的内层固化筒的上端面上开有一个环形槽，顶盖下表面装有一个位于环形槽外侧的密封圈，所述的顶盖上设有储水腔，储水腔上连接有微型气泵和压力传感器，压力传感器控制微型气泵的启停将储水腔内的压力维持在恒定正压状态，储水腔顶部设有补水口并用螺堵封堵，顶盖下表面装有出水组件；出水组件包括小端朝下的锥形孔，顶盖内开有水道，水道一端与锥形孔连通，另一端与储水腔底部连通，锥形孔内装有一个与其适配的锥形塞，锥形塞下端固定有一个竖向的顶杆，顶杆伸出锥形孔外。

还包括一个由水平的底板和竖直的背板组成的L型的翻转架和一个第一驱动电机，翻转架的背板上固定有一个水平的第一转轴，第一转轴同轴穿设在一个环形的固定架上并经轴承与固定架转动配合，第一驱动电机经一组第一减速齿轮组带动第一转轴和翻转架转动。

所述的翻转架的上方设有一个横杆，液压缸固定在横杆的一端，横杆的另一端经一个竖向的第二转轴转动安装在翻转架的背板上端，翻转架上端安装有第二驱动电机，第二驱动电机经一组第二减速齿轮组带动第二转轴转动。

所述的第二转轴上开有环形的限位槽，所述的翻转架的背板上旋装有限位螺栓，限位螺栓的内部伸入限位槽内，对第二转轴进行轴向限位。

所述的混凝土预制块上端直径大于下端直径。

所述的翻转架的底板上设有第一定位凸台，外层固化筒的外底面上开有第一定位槽，所述的外层固化筒的内底面设有第二定位凸台，混凝土预制块的下端面设有第二定位槽，所述的混凝土预制块的上端设有第三定位槽。

一种废液固化装置的固化方法，包括如下步骤：

步骤一，将外层固化筒放置在翻转架的底板上，由第一定位凸台和第一定位槽定位，将混凝土预制块放置在外层固化筒内，由第二定位凸台和第二定位槽定位，将内层固化筒放置在混凝土预制块上，由第三定位凸台定位；

步骤二，将有害废液和水泥浆液按设计比例浇注到内层固化筒中，浇注完成后通过第二驱动电机将顶盖转动到固化筒正上方，并通过液压缸将顶盖下压使顶盖压紧在内层固化筒上端；

步骤三，启动第一驱动电机，带动翻转架和固化筒转动，持续翻转三到五分钟后回至固化筒竖直状态停止翻转，液压缸向上提起顶盖，第二驱动电机将顶盖从固化筒上方移开，将外层固化筒、内层固化筒一并转移至别处静置待混合液凝固；

步骤四，待内层固化筒中的物料凝固成含废固化体后，将内层固化筒脱模取出，在外层固化筒和含废固化体之间的环形空腔中浇注纯水泥浆，并使水泥浆淹没含废固化体顶部，然后静置待水泥浆固化；

步骤五，环形空腔内的水泥浆固化后，将外层固化筒脱模，得到被水泥壳密闭包裹的含废固化体。

在步骤一或步骤四中，在内层固化筒或外层固化筒中浇注浆料前，在内层固化筒或外层固化筒的内壁涂抹脱模剂。

本发明能够将含废固化体完全密闭包裹避免有害物质外溢，且能够避免固化筒密封圈的腐蚀，具有可靠的密封性能。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为内层固化筒内浇注后本发明的主视剖视图。

图3为外层固化筒浇筑后本发明的主视剖视图。

图4为被包裹的含废固化体的主视剖视图。

图5为图2中A位置的放大图。

图6为图2中B位置的放大图。

图7为图3中C位置的放大图。

图8为图2中D位置的放大图。

具体实施方式

结合附图，本发明包括内层固化筒1和外层固化筒2，内层固化筒1为一个两端开放的筒状结构，外层固化筒2为一个下端封闭上端开放的筒状结构，内层固化筒1可同轴放置在外层固化筒2之中，待固化的废液和水泥浆液混合加入内层固化筒1中，两层固化筒之间形成一个环形的空腔，待内层固化筒1中的水泥凝固形成含废固化体后，取出内层固化筒1，在含废固化体和外层固化筒2间的环形空腔中浇注水泥浆并淹没含废固化体，待水泥浆固化后形成一个包裹含废固化体的水泥外壳；还包括一个圆盘型的混凝土预制块3，混凝土预制块3的上端面直径大于内层固化筒1的外径，混凝土预制块3同轴放置在外层固化筒2内，内层固化筒1同轴放置在混凝土预制块3上，混凝土预制块3将内层固化筒1的下端口封闭，环形的空腔内浇注完水泥浆并与混凝土预制块3凝固为一体后，混凝土预制块3作为水泥外壳的封底，将内部的含废固化体完全包裹；还包括一个圆形的顶盖4，顶盖4上端连接有竖向的液压缸5，液压缸5下压将顶盖4压紧在内层固化筒1的上端，将内层固化筒1封闭，此时可晃动或翻转固化筒使废液与水泥浆液充分混合。

所述的内层固化筒1的上端面上开有一个环形槽6，顶盖4下表面装有一个位于环形槽6外侧的密封圈7，密封圈7与内层固化筒1上端配合进行密封，所述的顶盖4上设有储水腔8，储水腔8上连接有微型气泵9和压力传感器10，压力传感器10控制微型气泵9的启停将储水腔8内的压力维持在恒定正压状态，储水腔8顶部设有补水口11并用螺堵封堵，顶盖4下表面装有出水组件，储水腔8经开设在顶盖4内的水道13与出水组件连通，当顶盖4压紧在内层固化筒1上端时，出水组件开启向环形槽6内注水；出水组件包括小端朝下的锥形孔12，水道13一端与锥形孔12连通，另一端与储水腔8底部连通，锥形孔12内装有一个与其适配的锥形塞14，锥形塞14下端固定有一个竖向的顶杆15，顶杆15伸出锥形孔12外，在顶盖4未盖在内层固化筒1上时，在上端水压的作用下，锥形塞14与锥形孔12压紧，出水组件处于封闭状态，当顶盖4压紧在内层固化筒1上端时，顶杆15下端抵住环形槽6并将锥形塞14向上推动，从而使出水组件开启，向环形槽6内注水，如果环形槽6内的顶盖4与内层固化筒1上端面间的配合存在渗漏点，则环形槽6内的水在正压的作用下将渗漏点填充，从而避免在翻转混合过程中内层固化筒1中的腐蚀性混合液向外渗漏腐蚀密封圈7，从而确保密封的长久有效性，渗漏进入内层固化筒1内的微量水没有任何影响。

还包括一个由水平的底板和竖直的背板组成的L型的翻转架16和一个第一驱动电机17，外层固化筒2放置在翻转架16的底板上并被顶盖4压紧固定，翻转架16的背板上固定有一个水平的第一转轴18，为提高稳定性并减轻重量，第一转轴18可采用大径中空筒状结构，第一转轴18同轴穿设在一个环形的固定架19上并经轴承与固定架19转动配合，第一转轴18经限位轴肩或轴向限位环进行轴向限位，第一驱动电机17经一组第一减速齿轮组20带动第一转轴18和翻转架16转动，从而对内层固化筒1内的物料进行翻转搅拌。

所述的翻转架16的上方设有一个横杆21，液压缸5固定在横杆21的一端，横杆21的另一端经一个竖向的第二转轴22转动安装在翻转架16的背板上端，翻转架16上端安装有第二驱动电机23，第二驱动电机23经一组第二减速齿轮组24带动第二转轴22转动，在顶盖4上提打开后，第二转轴22带动横杆21转动将顶盖4从固化筒上方移开，避免顶盖4妨碍固化筒的取放。

所述的第二转轴22上开有环形的限位槽25，所述的翻转架16的背板上旋装有限位螺栓26，限位螺栓26的内部伸入限位槽25内，对第二转轴22进行轴向限位。

所述的混凝土预制块3上端直径大于下端直径，水泥外壳凝固后，能够避免混凝土预制块3脱落。

所述的翻转架16的底板上设有第一定位凸台27，外层固化筒2的外底面上开有第一定位槽28，第一定位凸台27与第一定位槽28配合对外层固化筒2的放置位置进行定位，所述的外层固化筒2的内底面设有第二定位凸台29，混凝土预制块3的下端面设有第二定位槽30，第二定位凸台29与第二定位槽30配合对混凝土预制块3的放置位置进行定位，所述的混凝土预制块3的上端设有第三定位槽31，内层固化筒1放置在第三定位槽31内，对内层固化筒1的放置位置进行定位。

使用该固化装置的固化方法包括如下步骤：

步骤一，将外层固化筒2放置在翻转架16的底板上，由第一定位凸台27和第一定位槽28定位，将混凝土预制块3放置在外层固化筒2内，由第二定位凸台29和第二定位槽30定位，将内层固化筒1放置在混凝土预制块3上，由第三定位凸台定位；

步骤二，将有害废液和水泥浆液按设计比例浇注到内层固化筒1中，浇注高度不高于内层固化筒1高度的十分之九，浇注完成后通过第二驱动电机23将顶盖4转动到固化筒正上方，并通过液压缸5将顶盖4下压使顶盖4压紧在内层固化筒1上端；

步骤三，启动第一驱动电机17，带动翻转架16和固化筒转动，使内层固化筒1中的混合液翻转搅拌均匀，持续翻转三到五分钟后回至固化筒竖直状态停止翻转，液压缸5向上提起顶盖4，第二驱动电机23将顶盖4从固化筒上方移开，将外层固化筒2、内层固化筒1一并转移至别处静置待混合液凝固；第一定位凸台27的高度使外层固化筒2与翻转架16底板间留有间隙，可供叉车叉爪叉入托起固化筒进行转移；翻转过程中顶盖4内的注水系统能够避免腐蚀性废液外渗腐蚀密封圈7，密封圈7作为二级防护；前一组固化筒移开后翻转架16即可投入下一组固化筒的浇注翻转作业；

步骤四，待内层固化筒1中的物料凝固成含废固化体后，将内层固化筒1脱模取出，在外层固化筒2和含废固化体之间的环形空腔中浇注纯水泥浆，并使水泥浆淹没含废固化体顶部，然后静置待水泥浆固化，水泥浆固化后与混凝土预制块3结合为一体形成密闭包裹在含废固化体外的一层水泥外壳，水泥壳的厚度约为含废固化体直径的十分之一，具体可根据需求增减；

步骤五，环形空腔内的水泥浆固化后，将外层固化筒2脱模，得到被密闭包裹的含废固化体。

在步骤一或步骤四中，在内层固化筒1或外层固化筒2中浇注浆料前，在内层固化筒1或外层固化筒2的内壁涂抹脱模剂，同时内层固化筒1内壁和外层固化筒2内壁均设置拔模斜度，方便固化后脱模。

本发明通过在含废固化体外额外包裹一层水泥壳体，能够防止含废固化体表层的有害物质在侵蚀作用下外溢，同时采用先浇筑含废固化体，再浇注外层水泥壳的工艺顺序，能够将含废固化体完全密闭包裹，且废液固化不需滞后，从而使废液能够及时固化，减小废液存储的压力，也避免了预制外壳存储和转运的压力，是一种更为完善的固化工艺。

再有，本发明通过压力水渗透填充顶盖4与内层固化筒1上端面间的渗漏点，水封作为内层密封不惧腐蚀，在防止含废混合液在翻转混合过程中向外渗漏的同时，能够避免密封圈7的腐蚀，从而使两级密封更为可靠。